NORMAS
Las normas internacionales
hacen referencia al ensayo de tracción, a través de la ASTM ES, o las DIN 50125
I 145 I 146. En nuestro país la norma correspondiente es la IRAM-IAS
U500-102, que se adjunta a la presente guía para completar la información,
norma que está basada en la correspondiente a DIN.
El ensayo, extracción y
confección de probetas se realizará en base a la norma lRAM, así como las
condiciones de ensayo. Se hace referencia a algunos parámetros con la
nomenclatura clásica que difiere a la establecida en la norma (por ejemplo las
tensiones ó que en la norma se llaman R)
Como puede observarse en las
normas adjuntas, éstas establecen toda la metodología del ensayo, los
parámetros a controlar, la forma de obtener los resultados, etc. haciendo que
de esta manera los ensayos caractericen objetivamente al material y sean
plenamente comparativos entre si.
3.2.-GEOMETRíA
DE LA PROBETA -DEFINICIONES
Longitud
calibrada (Ic) : Es la
parte de la probeta de sección constante, cilíndrica o prismática dentro de la
cual se marca la longitud de referencia.
Longitud
de referencia:
Longitud entre marcas de referencia, realizadas dentro de la longitud
calibrada, respecto de la cual se determina el alargamiento de la probeta
durante el ensayo.
Longitud
de referencia inicial (lo) : Longitud de referencia previa a
ensayar la probeta
Longitud
de referencia final ( l). :
longitud de referencia luego de la rotura, medida con las partes cuidadosamente
unidas y alineadas.
PROBETAS
PROPORCIONALES. NORMALES E INDUSTRIALES
Para que los resultados obtenidos de alargamiento y
estricción sean comparativos entre si las normas determinan la ley de semejanza
que deben cumplir las probetas. Los alargamientos resultan comparativos si lo
es proporcional al diámetro o raíz cuadrada de la sección. Las probetas que cumplen
esta condición se denominan probetas proporcionales. DINe lRAM establecen dos
tipos:
Larga: lo = So1/2
lo = 10 d o
Corta: lo =
lo = 5d o
Otras
normas como ASTM, BSI, etc. establecen otras constantes de proporcionalidad.
Por otro lado también se
establecen otras características que deben cumplir las probetas, en general
adoptando secciones circulares o rectangulares con sus extremos ensanchados
para facilitar su sujeción y para asegurar la rotura dentro de la longitud
calibrada, vinculados mediante un radio de acuerdo determinado para evitar la
concentración de tensiones por cambio brusco de sección. Las probetas que
cumplen con la norma adoptada se denominan probetas normalizadas o normales.
Cuando se quieren realizar
ensayos directamente sobre varillas de metal o no es posible realizar probetas
según norma, se trabaja directamente con la barra de sección constante,
permitiendo sólo realizar verificaciones de cargas y tensiones límites. En este
caso se denominan probetas industriales.
3.4.-
EXTRACCIÓN DE PROBETAS
Deben tomarse varias probetas
de distintos puntos de la pieza de manera de obtener una media representativa
de las características de la sección total de la pieza (generalmente del
lingote o la barra).
Por otro lado debe evitarse
tomar muestras del centro, pues es donde se producen mayores segregaciones, lo
que hace que las características no sean representativas del material. Tampoco
es representativa la zona cercana al borde. Por ejemplo, si tomamos un redondo
de acero de determinado diámetro, el lugar mas adecuado para obtener probetas
es la zona ubicada a 2/3 del radio medidos desde el centro.
MARCADO
DE LA PROBETA
Se deben marcar los extremos
de la longitud de referencia y se deben realizar marcas de acuerdo a divisiones
iguales de la longitud de referencia, que serán 20 divisiones para las probetas
largas y 10 divisiones para las corias.
Para determinar correctamente
el alargamiento de rotura es necesario determinar con exactitud las máximas
deformaciones que se producen en la probeta. lo cual se consigue solamente si
la zona de extricción está lo suficientemente alejada de las marcas extremas de
la longitud de referencia. por lo tanto los valores de alargamiento se
consideran válidos únicamente si la fractura se produce dentro del tercio medio
de la longitud de referencia. Existe un método de corrección para el caso de
que la rotura se produzca fuera del tercio medio, como se verá mas adelante.
Para probetas industriales se
marcan 3 o más longitudes de referencia, aún dentro de la zona que será
sujetada por las mordazas para aumentar la probabilidad de que se cumpla en
alguna longitud la condición de rotura en su tercio medio.
3.5
MÉTODO DE AMARRE
Las probetas se sujetarán a
la máquina de ensayo de acuerdo a las características de ésta, por medios
adecuados, tales como mordazas, cabezales roscados, cabezal con apoyo en
resalte. etc.
En nuestro caso contamos con
un par de mordazas de accionamiento hidráulico que permiten además la
alineación automática de los cabezales. Para este caso los extremos de la
probeta son simplemente cilíndricos
3.6
ESCALAS y RANGOS DE LA MÁQUINA DE
ENSAYOS
Las máquinas de ensayos
poseen en general distintos rangos, en el caso de la máquina a utilizar
tendremos 4 rangos de carga, es decir que la misma puede operar al 100% hasta
250.000 N, o la misma señal de control puede determinar un máximo de carga de
100.000' 50.000 o 25000 N
Según la carga máxima que se
prevé alcanzar se adopta el rango que permita la mejor utilización del equipo
obteniendo mayor exactitud.
Algo similar ocurre con el
desplazamiento, que tiene un rango al 100% que permite una carrera máxima de
6" y rangos del 50, 20 y 10 %.
La combinación del rango
utilizado de carga con alguna de las 5 escalas del eje y del registrador
determinará la escala de cargas del diagrama obtenido.
De la misma manera la
combinación del rango de desplazamiento con alguna de las 5 escalas del eje X
del registrador determina la escala de desplazamiento del pistón o alargamiento
de la probeta.
3.7
VELOCIDAD DE ENSAYO
La variación de la tensión
aplicada durante la deformación no debe ser mayor de 30 (N/mm2)/seg. para tener una aplicación cuasiestática de la carga,
evitando entre otras cosas efectos de inercia que modifican, los
resultados.(IRAM-IAS U500-102), que en la mayoría de los equipos de ensayo
implica una velocidad de alargamiento especifico de 0,0025 1/seg durante la deformación plástica para probetas proporcionales
de sección circular .
3.8
MEDICION DE SECCION y LONGITUD FINALES
La medición de la longitud
final y la sección final deberán hacerse con sumo cuidado. Para la medición de
longitudes deberá alinearse perfectamente la probeta, cuidando que haga
perfecto contacto en la fractura.
Para la medición de la
sección final, en el caso de probetas cilíndricas se tomará el diámetro en la
estricción en dos ejes perpendiculares a fines de promediar la medición,
calculando la sección como:
S= (3.1416 x dv x d2)/4
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